Végétation urbaine et pollution particulaire : évaluation des dépôts in situ et par télédétection

Résumé du projet

Le stage a pour cadre l’étude du dépôt de particules aérosols sur la végétation arborée urbaine. L’objectif est de faire le lien entre la variation des propriétés de réflectance des feuilles et le dépôt de particules identifié sur celles-ci à partir de mesures en laboratoire et par télédétection à différentes échelles spatiales.

Description

La végétalisation des zones urbaines répond à des enjeux écologiques, sanitaires et sociaux depuis en plus cruciaux face au réchauffement climatique et aux diverses pollutions d’origine anthropique. En plus d’apporter un certain nombre de bienfaits comme d’agir sur la santé mentale et physique des citadins, d’apporter un effet local de rafraîchissement, en particulier lors de la présence d’arbres, ou de potentiellement contribuer à la réduction de l’îlot de chaleur, la végétation peut également contribuer à réduire les concentrations de polluants atmosphériques. Cependant, l’impact des plantations arborées dans l’environnement urbain sur la réduction des concentrations de polluants atmosphériques (gaz, particules, métaux) et en particulier le long des axes routiers reste controversé. Les mécanismes d’interaction entre la végétation et les polluants atmosphériques — incluant le dépôt, la remise en suspension, le lessivage et les effets purement dynamiques — présentent une grande complexité et opèrent sur un large spectre d’échelles spatiales. La méthodologie d’étude de ces mécanismes s’appuie en particulier sur la caractérisation des dépôts à l’échelle de la feuille et de la canopée afin d’effectuer des bilans d’espèces chimiques. Pour cela nous effectuons des échantillonnages in situ (atmosphère, feuilles et écorces) et des observations par télédétection. La connaissance de ces mécanismes nous permet également de développer de nouvelles méthodes de surveillance de la pollution particulaire à partir de capteurs passifs bio-inspirés, à faible coût environnemental (eg. Leite et al., 2022) et favorisant l’engagement citoyen (Macouin et al. 2025).
Le stage a pour cadre l’étude dépôt de particules aérosols sur la végétation arborée urbaine en ciblant en particulier la fraction en carbone élémentaire, lié à la combustion de matière carbonée (trafic, chauffage urbain, industries) et de certains métaux liés aux émissions hors échappement du trafic routier (Cu, Ba, oxydes de Fe). L’objectif du stage sera d’étudier la variation des propriétés de réflectance des feuilles en fonction du dépôt de particules identifié sur celles-ci. Il sera question notamment d’évaluer l’évolution de ces réflectances dans le spectre réflectif du visible à l’infrarouge courtes longueurs d’onde à haute résolution spectrale entre l’échelle microscopique (microscope hyperspectrale à Géoscience Environnement Toulouse, Astrid Avellan), et l’échelle de la feuille (mesure spectromètre terrain en collaboration avec l’ONERA, Sophie Fabre). Les prélèvements et les analyses physico-chimiques des dépôts seront effectuées par le laboratoire d’aérologie et à Geoscience Environnement Toulouse (M. Macouin, A. Avellan et E. Schreck) dans la continuité des études précédentes (Delville et al. 2025, Wagner 2025).

Résultats attendus pour le défi clé O3T :

Le développement de nouveaux outils d’analyse des relations entre végétalisation de l’espace urbain et qualité de l’air.